某型无人倾转旋翼机过渡轨迹设计技术研究

左卓，叶子青，肖斯奇，黄一敏

(南京航空航天大学 自动化学院，江苏 南京 210016)

0 引言

固定翼飞机具有高速巡航的能力，但是对于起降跑道要求较高。直升机具有垂直起降和空中悬停的能力，但是飞行速度低、航程短。倾转旋翼机则兼有固定翼飞机和直升机的优点，是一种能够垂直起降、空中悬停并且快速飞行的飞行器[1]。由于飞机操纵方式众多、各通道相互耦合、旋翼与机体气动干扰复杂等众多原因，导致了过渡模式的控制难度大、飞行品质低等问题[2]。合理的过渡轨迹是控制律设计的前提，是飞机实现安全过渡的重要保证。

针对这一问题，国内外学者进行了深入研究并提出了多种解决方案。韩丽敏使用MATLAB的配平方法对过渡段进行了离散状态点的配平，从而拟合出了短舱角和前飞速度的转换通道[3]。曹芸芸根据机翼失速限制和发动机可用功率限制计算了倾转角度-速度包线的上下边界，从而建立了倾转走廊[4]。赖水清等假设过渡段发动机功率不变，并接入定高控制，对飞机进行静力平衡特性分析，根据发动机短舱倾角特性导出以额定功率飞行的拉力和攻角特性，由此得出过渡段不同发动机短舱转角和不同飞行高度下的速度特性，从而得出转换飞行的安全范围[5]。陆宜根据非线性模型分析飞机特性，利用牛顿迭代方法对模型进行配平，再根据迎角和总距的约束求出倾转包线，根据线性化模型分析倾转旋翼机3个飞行模态的稳定性和操纵性，最后提出倾转轨迹[6]。……